AGBoden:Verknüpfungsregel 4.12

Ermittlung der jährlichen Sickerwasserrate aus dem Boden nach dem TUB_BGR-Verfahren

EINGANGSDATEN

korrigierter mittlerer Niederschlag im Gesamtjahr
korrigierter mittlerer Niederschlag im Sommerhalbjahr
mittlere jährliche potentielle Evapotranspiration als FAO-Gras-Referenzverdunstung
nutzbare Feldkapazität im effektiven Wurzelraum nach VKR 4.1
Betrag des mittleren kapillaren Aufstiegs nach VKR 4.11
Nutzungsart

KENNWERT

SWR_J [mm]

KENNWERTERMITTLUNG

Zur Wahl der für den jeweiligen Standort relevanten Regressionsgleichung erfolgt am Anfang eine Fallunterscheidung nach der Nutzungsart sowie eine Trennung in grundwasserbeeinflusste und grundwasserferne Standorte.

Grundwasserbeeinflusste Standorte:	KA nach VKR 4.11	> 0 mm
Grundwasserferne Standorte:	KA nach VKR 4.11	= 0 mm

Weiteres Unterscheidungskriterium ist die im Sommerhalbjahr (01.04. – 30.09.) für die Pflanzen verfügbare Wassermenge WV_pfl. WV_pfl ist definiert als Summe aus nutzbarer Feldkapazität im effektiven Wurzelraum (nFKWe), Betrag des mittleren kapillaren Aufstiegs (KA) und korrigierter Niederschlagshöhe im Sommerhalbjahr (01.04. – 30.09.):

WV_pfl = nFKWe + KA + N_Skorr [jeweils in mm]

Grenzwert der Wasserversorgung der Pflanzen ist bei landwirtschaftlicher Nutzung (Acker / Grünland) WV_pfl = 700 mm bzw. bei forstwirtschaftlicher Nutzung WV_pfl = 750 mm.

(A) Nutzungsart Acker
Die Gleichungen für die Nutzungsart Acker mitteln die Modellergebnisse für die Kulturpflanzen Winterweizen, Wintergerste und Zuckerrüben.

(A1) Grundwasserbeeinflusste Standorte

Falls WV_pfl >700 mm, so gilt:

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • 1.05 • [ 0.61 • log (1 / ETpotFAO) + 2.66] (Gl. 1)

Falls WVpfl ≤ 700 mm, so gilt:

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • [ 1.45 • log (nFKWe + KA + Nskorr) − 3.08] • [0.61 • log (1 / ETpotFAO) + 2.66] (Gl. 2)

(A2) Grundwasserferne Standorte

Falls WVpfl > 700 mm, so gilt:

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • 1.05 • [ 0.76 • log (1 / ETpotFAO) + 3.07] (Gl. 3)

Falls WVpfl ≤ 700 mm, so gilt:

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • [ 1.45 • log (nFKWe + Nskorr) − 3.08] • [0.76 • log (1 / ETpotFAO) + 3.07] (Gl. 4)

(B) Nutzungsart Grünland

(B1) Grundwasserbeeinflusste Standorte
Falls WVpfl > 700 mm, so gilt:

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • 1.2 • [ 0.40 • log (1 / ETpotFAO) + 2.07] (Gl. 5)

Falls WVpfl ≤ 700 mm, so gilt:

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • [ 1.79 • log (nFKWe + KA + Nskorr) − 3.89] • [ 0.40 • log (1 / ETpotFAO) + 2.07] (Gl. 6)

(B2) Grundwasserferne Standorte
Falls WVpfl > 700 mm, so gilt:

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • 1.2 • [ 0.66 • log (1 / ETpotFAO) + 2.79] (Gl. 7)

Falls WVpfl ≤ 700 mm, so gilt:

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • [ 1.79 • log (nFKWe + Nskorr) − 3.89] • [ 0.66 • log (1 / ETpotFAO) + 2.79] (Gl. 8)

(C) Nutzungsart Wald

(C1) Grundwasserbeeinflusste Standorte

Falls WV_pfl > 750 mm, so gilt:

für Nadelwald:

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • 1.3 • [ 0.81 • log (1 / ETpotFAO) + 3.20] (Gl. 9)

für Laubwald

SWR_J = Njkorr − 0.9 • ETpotFAO • 1.3 • [ 0.81 • log (1 / ETpotFAO) + 3.20] (Gl. 10)

Falls WV_pfl ≤ 750 mm, so gilt

für Nadelwald

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • [ 1.68 • log (nFKWe + KA + Nskorr) − 3.53] • [ 0.81 • log (1 / ETpotFAO) + 3.20] (Gl. 11)

für Laubwald

SWR_J = Njkorr − 0.9 • ETpotFAO • [ 1.68 • log (nFKWe + KA + Nskorr) − 3.53] • [ 0.81 • log (1 / ETpotFAO) + 3.20] (Gl. 12)

(C2) Grundwasserferne Standorte

Falls WV_pfl > 750 mm, so gilt

für Nadelwald

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • 1.3 • [ 0.92 • log (1 / ETpotFAO) + 3.52] (Gl. 13)

für Laubwald

SWR_J = Njkorr − 0.9 • ETpotFAO • 1.3 • [ 0.92 • log (1 / ETpotFAO) + 3.52] (Gl. 14)

Falls WV_pfl ≤ 700 mm, so gilt

für Nadelwald

SWR_J = Njkorr − ETpotFAO • [ 1.68 • log (nFKWe + Nskorr) − 3.53] • [ 0.92 • log (1 / ETpotFAO) + 3.52] (Gl. 15)

für Laubwald

SWR_J = Njkorr − 0.9 • ETpotFAO • [ 1.68 • log (nFKWe + Nskorr) − 3.53] • [ 0.92 • log (1 / ETpotFAO) + 3.52] (Gl. 16)

SWR_J	= mittlere jährliche Sickerwasserrate aus dem Boden in mm
Nj_korr	= korrigierter mittlerer Niederschlag im Gesamtjahr in mm
Ns_korr	= korrigierter mittlerer Niederschlag im Sommerhalbjahr (01.04. bis 30.09.) in mm
nFKWe	= nutzbare Feldkapazität im effektiven Wurzelraum in mm
KA	= Betrag des mittleren kapillaren Aufstiegs in mm
ETpot_FAO	= mittlere jährliche potentielle Evapotranspiration als FAO-Gras-Referenzverdunstung in mm

ANMERKUNGEN

Gleichungen (1) bis (16) sind nur anwendbar für Hangneigungen < 3,5 %, d.h. bis einschließlich Neigungsstufe 1.

Eingangsdatum der Gleichungen (1) bis (16) sind korrigierte Niederschlagshöhen, bei denen systematische gerätespezifische und aufstellungsabhängige Messfehler der Ergebnisse von Hellmann-Niederschlagsmessern eliminiert wurden (s. RICHTER 1995). Hierzu setzt der Deutsche Wetterdienst formalisierte, standardisierte Verfahren der Fehlerkorrektur ein. Die benötigten Werte sind in erster Näherung in bundesweiter Darstellung der Karte 2.5 im neuen Hydrologischen Atlas von Deutschland (HAD) zu entnehmen.

Eingangsdatum der Gleichungen (1) bis (16) sind auf der Verdunstungsseite Werte der FAO-Gras-Referenzverdunstung, die nicht direkt mit der vormals gebräuchlichen Haude-Verdunstung vergleichbar und nicht aus dieser durch standortspezifische Koeffizienten errechenbar sind (s. DVWK 1996, WEND-LING 1995). Die benötigten Werte sind in erster Näherung in bundesweiter Darstellung der Karte 2.12 im neuen Hydrologischen Atlas von Deutschland (HAD) zu entnehmen.

STAND

Januar 2003

QUELLEN

Sekundärquelle:

AG Boden (2003): Ermittlung der jährlichen Sickerwasserrate aus dem Boden (VKR 4.12). URL: https://www.bgr.bund.de/DE/Themen/Boden/Netzwerke/AGBoden/methoden.html [19.10.2021].

Primärquellen:

WESSOLEK, G. & TRINKS, S. (2002): Entwicklung von boden- und nutzungsspezifischen Regressionsgleichungen zur Ermittlung der Grundwasserneubildung, Teil Sickerwasserrate aus dem Boden. - Endbericht zum BGR-Vergabevorhaben, Univ. Berlin, Inst. f. Ökologie, FB Bodenkunde.
WESSOLEK, G., DUIJNISVELD, W.H.M. & TRINKS, S. (2003): Die Entwicklung eines neuen Verfahrens zur bundesweit einheitlichen Berechnung der Sickerwasserrate aus dem Boden im Rahmen des Projektes „Hydrologischer Atlas von Deutschland“ (HAD). - Wasser und Boden (In Vorbereitung).
(Zur Niederschlagskorrektur:)
RICHTER, D. (1995): Ergebnisse methodischer Untersuchungen zur Korrektur des systematischen Messfehlers des Hellmann-Niederschlagsmessers. – Berichte des Deutschen Wetterdienstes, 194; Ofenbach.
(Zur Verdunstungsermittlung:)
DEUTSCHER VERBAND FÜR WASSERWIRTSCHAFT UND KULTUR-BAU (DVWK) (1996): Ermittlung der Verdunstung von Land- und Wasserflächen. - Merkblätter zur Wasserwirtschaft, 238; Bonn.
WENDLING, U. (1995): Berechnung der Gras-Referenzverdunstung mit der FAO Penman-Monteith-Beziehung. - Wasserwirtschaft, 85: 602-604.